原创力文档- 1、本文档共6页，可阅读全部内容。
- 2、原创力文档（book118）网站文档一经付费（服务费），不意味着购买了该文档的版权，仅供个人/单位学习、研究之用，不得用于商业用途，未经授权，严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等，侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传，本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺！文档内容仅供研究参考，付费前请自行鉴别。如您付费，意味着您自己接受本站规则且自行承担风险，本站不退款、不进行额外附加服务；查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档，您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等，请点击“版权申诉”（推荐），也可以打举报电话：400-050-0827(电话支持时间：9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档，如果想要下载，成为VIP会员后，下载免费。
- 6、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
红密与紫密的历史及原理
摘要：本文主要讲述了红密紫密的来源历史，是日本根据Enigma等转轮密码机原理研发的一种密码机。然后分析了转轮密码机的原理，红密紫密密码机的结构。最后介绍了二战时期关于密码破解的相关历史事件，即中途岛事件和铲除山本事件。
关键词：红密，紫密，转轮密码机，原理，事件；
1红密紫密的来源历史
1.1转轮密码机的发展
在19世纪20年代，随着转轮机的出现，传统密码学有了很大的进展，利用机械转轮可以开发出极其复杂的加密系统。
1921年以后的十几年里，Hebern构造了一系列稳步改进的转轮机，并投入美国海军的试用评估，并申请了第一个转轮机的专利。
在美国Hebern发明转轮密码机的同时，欧洲的工程师们，如荷兰的Hugo?Koch、德国的Arthur?Scherbius都独立地提出了转轮机的概念。Arthur?Scherbius于1919年设计出了历史上最著名的密码机——德国的Enigma机。英国也在同时发明了的TYPEX密码机。
1.2红密紫密由来
在第一次世界大战期间及之后，美国政府组织了第一个正式的密码分析活动，日本政府致力于开发尽可能最好的密码机，为了达到这个目的，它购买了Hebern的转轮机和商业的Enigma机，包括其他几个当时流行的密码机来研究。
在1930年，日本研制出第一个转轮密码机（美国分析家把它称之为RED），然后开始为日本外交部服务。然而，因为具有分析Hebern转轮密码机的经验，美国的密码分析家们成功地分析出了RED所加密的内容。在1939年，日本人引入了一个新的加密机（美国分析家将其称为PURPLE），其中的转轮机用电话步进交换机所取代，称为“九七式欧文印字机”。把它发展成为日本整个外交系统广泛使用的战略级密码体制。由于编写这种密码的机器的机身颜色是紫色的，因此美国人称这种机器为“紫机”或统称为“Purple”。[1]
日本的密码大致可以分为4种，最低级的被称为“La密码”，比它高级一点的是“PA-K2”密码，“J系列”比PA-K2更为复杂，紫机密码的难度较“J系列”的密码更高一筹，是当时日本难度级别最高的一种。1939年，日本政府正式启用“紫色”密码以取代“红色”密码。
图一：九七式欧文印字机概图Purple“紫密”密码机
2红密紫密密码机原理分析
2.1转轮密码机分析
转轮密码机的实现大大提高了密码加密速度。转轮密码机属于多表代替类型，可以产生很长的代替表。总体来说转轮密码机由3部分组成：转轮，控制转轮步进的装置，以及输入输出设备。
转轮密码机中。轮子的转动可以有多种多样，归纳起来大致可以分为两类，一类是内因控制，前一轮子卡后一轮子，每圈控制另一轮子走一步或多步，轮子转动可以主动也可以被动。还可以即主动又被动；另一类是外因控制，有另一组轮子或纸带来控制走停。[2]
2.2转轮密码机基本原理
如图所示转轮仅用了六个字母，但实际加密操作中上转轮要用26个字母。转轮总是接有电线的，加密/解密字符间的连接由电刷提供。图中为便于说明，显示出了本不该看到的转轮的电线。每次加密一个字母后，转轮旋转一次，而明密文的对应关系也发生变化。每次旋转后的明密文对应关系因转轮机不同的设计而不同。如利用图中的转轮进行加密，则”bee”可以被加密为”BCA”可以看出，转轮密码机的基本思想和凯撒密码一样，都是替代。因此，转轮密码机虽然复杂，但也是可以破译的。
图二：转轮密码机基本原理图
2.3密码机A（RED）原理结构
二战中，在紫密机之前，日本外交官使用的密码被称为“红色”，它其实是由“九一式欧文印字机?暗号机A型”产生。达姆的半轮设计出现在该印字机上。除了由插接板实现的一个置换外，它还有一个有26个圈的半轮（如图二）。线路将6个元音字母和20个辅音字母分别置换成元音和辅音字母，因此，需要60个推出接点，因为60是6和20的最小公倍数。
轮转的运动由一个有47个位置的齿轮控制完成，齿轮有4、5或6个齿。实际上密码机A（RED）两次独立的艾伯蒂加密。一次对元音字母组，另一次对辅音字母组。但该密码机在1936年就被完全还原。实际上，就是两个半轮，一个有六个圈，一个有二十个圈。[3]
d张表的艾伯蒂加密公式如下：
Z=N!×
ldZ=d×ldN+
当N=26时：Z=1.55×1025
图二：日本密码机A(RED)中的有26个圈的半轮
图三：美国还原的RED密码机，有两个半轮。
2.4紫密机原理结构
紫密机是红密机的改版。它依旧沿用了字母分为6和20两级字母的做法，但六个字母的一组不再要求是元音字母。并且采用步进开关式电气机械驱动转轮。所谓步进开关是指一端输入多端输出的电信号控制开关，当时常用于电话交换机中。“紫色”的工作原理与德国转轮式加密的“隐谜”机有类似之处。特别是，它和“隐谜”机一样，加密和解密过程完
文档评论（0）